JP3649321B2

JP3649321B2 - Articles including optical fiber devices

Info

Publication number: JP3649321B2
Application number: JP26738599A
Authority: JP
Inventors: パトリシオエスピンドラローランド; リンワーグナージェファーソン; スコットウィンダーラーロバート
Original assignee: ルーセントテクノロジーズインコーポレーテッド
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: EP0989425A2; US6151438A; EP0989425A3; DE69939146D1; JP2000098315A; EP0989425B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は屈折率を変化させるためにコアの周囲に可変屈折率（ＶＲＩ:variable reflactive index）領域を有する光ファイバ構造に関し、特に光学通信システムの可変減衰器を提供する光ファイバ構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは、公知のものであり、現在の通信システムで多くのアプリケーションに用いられている。通常の光ファイバ通信システムを例えば図１Ａに示す。このシステムは、光学信号源である送信機１０と、この信号源に接続された光学パス１２と、この光学パス１２（通常、光ファイバ）に接続され、信号を受信する受信機１４とを有する。増幅器１６ａ，１６ｂが送信された信号を増幅するために、光ファイバに沿って配置されている。フィルタおよび減衰器がこのシステムにとって様々な信号のパワーレベルを変化させるために有効であり、特に波長分割多重システムにおいては、信号の変調と波長のルーティングを行うために有益である。
【０００３】
図１Ａの光学パス１２（通常、光ファイバ）は、ある屈折率を有する誘電体材料から形成された内側のコアとこのコアを包囲するクラッド層とを有する。クラッド層はコアよりも屈折率が低い材料で構成されている。コアの屈折率がクラッド層の屈折率以上である限り、コアに沿って伝播する光ビームは内部反射を繰り返し、そしてコアの長さ方向に沿って導波される。
【０００４】
従来の光ファイバは、大部分の光をコア領域に閉じこめるため、このような従来の光ファイバにおいては、光ファイバのコア内に光の伝播を行うための機能は極めて限られていた。従来の光ファイバにおいては、コア内の光の伝播特性を変化させるため、あるいは信号を減衰させるためには、ある限られた構成が用いられている。通常、温度および／または歪みの変化を用いることである。
【０００５】
これに関しては、米国特許第５，３２１，７９０号は、光ファイバを電極またはガスバーナーで加熱し、光ファイバを軸方向に圧縮して光ファイバに沿った光減衰部分を提供することにより形成した減衰器を開示している。光ファイバコネクタで使用される低屈折率の減衰装置は、米国特許第５，０８２，３４５号に開示されている。
【０００６】
後者の特許は、伝送パスの端部あるいは光ファイバコネクタ内にディスク形状の減衰器部分を形成するために、ポリメチルメタクリレート（polymethylmethacrylate，ＰＭＭＡ）の使用を開示している。この減衰器部分は−４０ｄＢの反射率を与え、これは多くのアプリケーションにおいては適したものではあるが、高性能の光ファイバシステムでは必ずしも最適なものではない。
【０００７】
減衰量が制御可能な可変減衰器は、光ファイバの一部を回転させるあるいは動かすような可動部分を有する複雑な構造を有している。例えば、米国特許第５，７４５，６３４号は、可変減衰器を開示し、減衰量の変動は減衰器の一部をずらすようなｄｃモータを駆動することにより行っている。同様に米国特許第５，６７７，９７７号は、光ファイバの環状ループの一側にクランプされたロック可能な回転シャフトを用いることにより回転可能な光ファイバの環状ループを提供することにより減衰量の変動を得るような可変減衰器を開示している。
【０００８】
米国特許第５，７８１，３４１号は、挿入損失を調整するためにコリメータを回転させるカムを使用することによる可変減衰器を開示している。米国特許第５，３１９，７３３号は、２本の終端した光ファイバをその端部を整合させて保持部材内に配置し、そして可変の減衰量を提供できるよう整合を維持しながら、この保持部材を互いに回転させるような可変減衰器を開示している。以上に説明したこれらの可変減衰器は、可動部分の使用を含む欠点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
光学通信システムの発達および特に光ファイバ装置の発達と共に新たな減衰器の構想を含む新たな素子、設計が求められている。光学通信システムが進歩するにつれて、システムにより送信される波長の数が増加し、波長チャネルを変調し、フィルタ処理し、切り換えるような新たな方法および装置が求められている。したがって本発明の目的は、減衰機能を具備する光ファイバ装置の新たな構造を提供し、特に可動部分を含まない可変の減衰器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載した特徴を有する。本発明の可変屈折率領域は、可動部分を用いずにある波長の光に対し可変の減衰量を与えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１Ｂにおいて、本発明の光ファイバ装置２０は光ファイバ通信システムの一部を含み、例えば送信機１０と受信機１４と、この送信機１０と受信機１４を接続光学パス１２と、さらにまた光学パス１２に沿って配置される増幅器１６ａ，１６ｂを有する。この光ファイバ装置２０は、光学パスの領域の一部に配置され、そしてこの光ファイバ装置２０を光学システムの一部として用いる。
【００１２】
次に図２において、光の伝播モードを変更する光ファイバ光学装置は、ある長さの光ファイバ２２を、減衰部分として１つあるいは複数の可変屈折率領域４０を有するように構成することにより形成される。この「可変屈折率（ＶＲＩ）領域」とは、コアまたはクラッド層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料から構成され、そして屈折率が内部からあるいは外部からの何れかにより調節可能なものを意味する。
【００１３】
この屈折率を変化させる例としては、可変屈折率領域の長さ形状または大きさの変動、あるいは可変屈折率領域の幅または長さの変動、あるいは可変屈折率領域に注入されるドーパントの濃度を変更することにより、および時間または温度のパラメータを変動させることにより、あるいは外部から加えられる電界または磁界および応力、温度のようなパラメータの変動により屈折率が変化する。
【００１４】
減衰部分を具備しないある長さの光ファイバは、本明細書では標準の光ファイバ部分と称する。減衰部分が標準の光ファイバ部分と接合する界面領域は、本明細書では第１と第２の接続部２４ａ，２４ｂと称する。可変屈折率領域４０は光ファイバの第１クラッド層３０内にコア３２に近接して配置される。本明細書において、「コアに近接する」とは、可変屈折率領域４０の少なくとも一部がコアに十分近接し、その結果光がコアから可変屈折率領域４０内に導波される領域を意味する。
【００１５】
好ましくは、光ファイバの中心からコアに近接する可変屈折率領域４０の外側端部までの距離は、モードフィールドの直径以下であり、コアに近接する距離はそのパラメータで決定される。この可変屈折率領域４０は、これらの領域を形成するのに用いられる材料を適宜選択することにより変更できるような波長依存性の損失を生成する。
【００１６】
この可変屈折率領域４０は、最初に空隙を形成しその後でこの空隙を適宜選択した材料で充填するが、あるいはコアまたはクラッドの何れかの屈折率の濃度と異なる濃度でドーピングした材料で形成される。また、可変屈折率領域４０は屈折率の増加勾配または減少勾配を生成させるために、その断面方向に沿って異なる材料でドーピングすることも可能である。ドーピング剤は、Ｇｅ，Ａｌ，Ｂ，Ｐ，Ｇａ，Ｌａおよび希土類元素の１つあるいは複数を含み、これらの材料については米国特許第４，６６６，２４７号に開示されている。
【００１７】
減衰量は以下の方法により変化させることができる。例えば、可変屈折率領域４０を構成する材料を変化させることにより、あるいは減衰領域の長さを変化させることにより、あるいは可変屈折率領域４０を形成する感温性材料あるいはポリマーを用い、光ファイバを加熱または冷却することにより、あるいは可変屈折率領域４０を結晶で形成し、減衰部分に隣接して電界または磁界をかけることにより（光ファイバの外部の電極により）、あるいはクラッド層の屈折率以上からコアの屈折率近傍あるいはそれ以上の範囲に亘って可変屈折率領域４０の屈折率を変化させる方法により、あるいは他の材料の使用により行うことができる。
【００１８】
この可変屈折率領域４０は、光ファイバを引く抜く際に、光ファイバ内に組み込むことのできなかった材料で形成することができる。言い換えると、クラッド層を形成するのに用いることのない材料を用いて可変屈折率領域４０を形成し、これによりこの可変屈折率領域４０における材料の幅広い選択が可能となる。好ましくは、可変屈折率領域４０の屈折率は、クラッド層またはコアの屈折率と同一でないのが好ましい。
【００１９】
次に本発明の作用について説明する。可変屈折率領域４０がクラッド層の屈折率と同一の屈折率を有する場合には何の効果もない。接続部２４ａ，２４ｂの挿入損失はあるが、その量は無視可能なものである。即ち０．５ｄＢ以下である。可変屈折率領域４０の屈折率がクラッド層の屈折率より大きくなり、そしてコアの高屈折率に近づくにつれて、基本モードは拡散しその結果コアに沿った導波が弱くなり、挿入損失が増加する。
【００２０】
可変屈折率領域４０の屈折率が、クラッド層以上になると挿入損失はさらに大きくなる。可変屈折率領域４０の屈折率が増加すると、光ファイバは可変屈折率領域４０の位置，形状，大きさによりマルチモードとなる。マルチモードの光ファイバでは、可変屈折率領域４０内でファイバに入る光は、マルチモードを引き起こし、このマルチモードは、標準のシングルモードファイバに対しデバイスの出力点で干渉を引き起こす。
【００２１】
減衰器部分内では複数のモードが互いにビートしあい、接続部２４ａ，２４ｂに隣接する領域、例えば標準の光ファイバ部分の入口部分では、複数のモードが波長によって同位相（in-phase）または位相はずれ（out-of-phase）の何れかで再結合する。これらのモードが同位相で再結合する場合には、デバイス内での減衰量は非常に小さいが、複数の位相が位相はずれで結合する場合には減衰量が大きくなる。複数のモードが同位相あるいは位相はずれで結合するか否か（その結果の減衰量も）は波長に依存する。
【００２２】
減衰器部分の長さは、１００ミクロンから１０ｃｍの範囲内あるいはそれ以上長く、例えば１ｍに達することあるいはそれ以上になることもある。長い減衰器部分に対しては、大幅な減衰を示す波長間のスペースは短い減衰部分よりも小さい。上記したように減衰量は、可変屈折率領域４０の組成物を変動することにより変化させることができる。かくして本発明の光ファイバ装置は、可変の挿入損失を生成することができる。
【００２３】
図３において、光ファイバはコア３２を有し、このコア３２を少なくとも第１クラッド層３０が包囲している。このコア３２は、高屈折率の材料から形成され、ＳｉＯ₂：ＧｅＯ₂製のコアが用いられる。ＧｅＯ₂は屈折率を上げるために添加される。この屈折率は米国特許第４，６６６，２４７号に記載されたドーパントを使用して上昇させることができる。選択的事項として第２クラッド層３４が第１クラッド層３０を包囲してもよい。第２クラッド層３４はコアの屈折率よりも低い屈折率材料で構成され、アンドープのシリケートガラスである。
【００２４】
かくして層の屈折率はコアから第２クラッド層３４に向かって徐々に小さくなるようにしている。しかし、第２クラッド層３４の使用は本発明に必ずしも必須のものではない。必要によってはファイバを保護するために外側ポリマー層３６を用いてもよい。
【００２５】
コア３２に隣接する第１クラッド層３０内には、１つあるいは複数の可変屈折率領域が配置される。この屈折率変動領域の少なくとも１つが上記に定義したようなコア３２に隣接して配置される。この可変屈折率領域は、光ファイバの寸法により様々な形状あるいは様々な厚さで形成される。この領域は、必ずしも対称である必要はなくこれにより製造条件が緩和される。
【００２６】
例えば、ＶＲＩ領域は、コア３２の何れかの側に１つあるいは複数のアモルファス製ロッド４２ａ、４２ｂである（図３Ａ）である。別法としてこの領域は、第１クラッド層３０内に複数の非円形絶縁領域４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄである（図３Ｂ）。さらに他の実施例においては、ＶＲＩ領域は、コアを同心状に包囲する非円形領域４６（図３Ｃ）である。このＶＲＩ領域は、アモルファスで、形状をきっちりと規定する必要はなく、これにより特定の形状を得る製造条件が緩和される。
【００２７】
一般的に環状またはディスク状のＶＲＩ（例、中心点のないパイ状の切り欠き）が好ましく、これにより製造ステップが容易となる。好ましくは、３個以上のＶＲＩ領域を用いるが、これらはきっちりと９０度離れた異なる軸状にある必要はなく、これによりＶＲＩ領域に関連する基本モードの複屈折の可能性を低下させることができる。この周囲に複数の領域（例えば、３個から６個もしくはそれ以上）を具備する本発明の光ファイバの製造方法は、ＶＲＩ領域を２個だけ有する光ファイバを製造するよりも難しくはない。
【００２８】
ＶＲＩ領域の製造は、クラッド層へのドーパントの選択的拡散あるいは選択的注入とドーピング技術を適用することにより得られる。これらの材料で形成したこれらの領域は、電界または磁界または温度に対し感受性を有し、例えば液晶またはある種のポリマー材料で形成され、その後ＶＲＩ領域の屈折率は電界または磁界を選択的にかけることにより、あるいは光ファイバを加熱または冷却することにより調整可能である。
【００２９】
減衰器部分を有する光ファイバ装置を製造する簡単な方法は、コアに隣接する長さ方向に沿って配置された空隙を有する光ファイバの一部を具備することである。屈折率変更オイル、例えば米国ニュージャージー州Cedar GroveのCargille Inc. 社により製造されているオイル、あるいは他の液体材料は、毛細管現象により空隙内に容易に取り込むことができる。
【００３０】
別法として、毛細管現象が空隙内に気体を吹き込むのに十分でない場合には、真空ポンプを用いてもよい。いずれの場合にしても、接続部２４ａ，２４ｂに隣接する空隙の部分は、減衰器部分を標準の光ファイバ部分に接合するプロセスを容易にするために空洞のまま残しておくのがよい。固体の屈折率材料を用いてＶＲＩ領域を形成する場合には、光ファイバの製造プロセスの間このＶＲＩ領域を形成するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ光学通信システムを表すブロック図Ｂ本発明の光ファイバ装置を含む光学通信システムのブロック図
【図２】本発明の一実施例の光ファイバ装置の長さ方向に沿った断面図
【図３】図２の線３−３に沿った断面の本発明の光ファイバ装置の他の実施例を示す断面図
【符号の説明】
１０送信機
１２光学パス
１４受信機
１６ａ、１６ｂ増幅器
２０本発明の光ファイバ装置
２２光ファイバ
２４ａ第１接続部
２４ｂ第２接続部
３０第１クラッド層
３２コア
３４第２クラッド層
３６外側ポリマー層
４０可変屈折率領域
４２ａ、４２ｂアモルファス製ロッド
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ非円形絶縁領域
４６非円形領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber structure having a variable refractive index (VRI) region around a core for changing the refractive index, and more particularly to an optical fiber structure that provides a variable attenuator of an optical communication system.
[0002]
[Prior art]
Optical fibers are well known and are used in many applications in current communication systems. A typical optical fiber communication system is shown, for example, in FIG. 1A. The system includes a transmitter 10 which is an optical signal source, an optical path 12 connected to the signal source, and a receiver 14 connected to the optical path 12 (usually an optical fiber) and receiving a signal. . The amplifiers 16a and 16b are arranged along the optical fiber in order to amplify the transmitted signal. Filters and attenuators are useful for this system to vary the power level of various signals, and are particularly useful in wavelength division multiplexing systems for signal modulation and wavelength routing.
[0003]
The optical path 12 (usually an optical fiber) of FIG. 1A has an inner core formed of a dielectric material having a certain refractive index and a cladding layer surrounding the core. The clad layer is made of a material having a refractive index lower than that of the core. As long as the refractive index of the core is greater than or equal to the refractive index of the cladding layer, the light beam propagating along the core repeats internal reflection and is guided along the length of the core.
[0004]
Since the conventional optical fiber confines most of the light in the core region, such a conventional optical fiber has a very limited function for propagating light in the core of the optical fiber. In the conventional optical fiber, in order to change the propagation characteristic of light in the core or to attenuate the signal, a limited configuration is used. Usually using temperature and / or strain changes.
[0005]
In this regard, US Pat. No. 5,321,790 was formed by heating an optical fiber with an electrode or gas burner and compressing the optical fiber axially to provide a light attenuating portion along the optical fiber. An attenuator is disclosed. A low refractive index attenuator used in fiber optic connectors is disclosed in US Pat. No. 5,082,345.
[0006]
The latter patent discloses the use of polymethylmethacrylate (PMMA) to form a disk-shaped attenuator portion at the end of the transmission path or within the fiber optic connector. This attenuator section provides a -40 dB reflectivity, which is suitable for many applications, but is not necessarily optimal for high performance fiber optic systems.
[0007]
A variable attenuator having a controllable attenuation amount has a complicated structure having a movable part that rotates or moves a part of an optical fiber. For example, U.S. Pat. No. 5,745,634 discloses a variable attenuator, and variation in attenuation is performed by driving a dc motor that shifts a part of the attenuator. Similarly, US Pat. No. 5,677,977 provides attenuation attenuation by providing a rotatable optical fiber loop by using a lockable rotating shaft clamped on one side of the optical fiber loop. A variable attenuator is disclosed that obtains variation.
[0008]
U.S. Pat. No. 5,781,341 discloses a variable attenuator by using a cam that rotates a collimator to adjust the insertion loss. U.S. Pat. No. 5,319,733 places two terminated optical fibers in a holding member with their ends aligned and maintains this alignment so as to provide variable attenuation. A variable attenuator is disclosed that rotates the members relative to each other. These variable attenuators described above have drawbacks including the use of moving parts.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
With the development of optical communication systems and particularly with the development of optical fiber devices, new elements and designs that include new attenuator concepts are being sought. As optical communication systems advance, the number of wavelengths transmitted by the system increases and new methods and apparatus are needed that modulate, filter, and switch wavelength channels. Accordingly, an object of the present invention is to provide a new structure of an optical fiber device having an attenuation function, and particularly to provide a variable attenuator that does not include a movable part.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention has the features set forth in claim 1. The variable refractive index region of the present invention can give a variable attenuation to light of a certain wavelength without using a movable part.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1B, an optical fiber device 20 of the present invention includes a part of an optical fiber communication system. Amplifiers 16 a and 16 b are disposed along the path 12. The fiber optic device 20 is located in part of the region of the optical path and uses the fiber optic device 20 as part of the optical system.
[0012]
Next, in FIG. 2, an optical fiber optical device that changes the light propagation mode is formed by configuring a certain length of optical fiber 22 to have one or more variable refractive index regions 40 as attenuation portions. Is done. The “variable refractive index (VRI) region” is made of a material having a refractive index different from that of the core or cladding layer, and the refractive index can be adjusted from the inside or the outside. means.
[0013]
Examples of changing the refractive index include variation in the length shape or size of the variable refractive index region, variation in the width or length of the variable refractive index region, or the concentration of the dopant injected into the variable refractive index region. The refractive index changes by changing and by changing time or temperature parameters, or by changing parameters such as externally applied electric or magnetic fields and stress, temperature.
[0014]
A length of optical fiber that does not include an attenuating portion is referred to herein as a standard optical fiber portion. The interface region where the attenuation portion joins with the standard optical fiber portion is referred to herein as first and second connection portions 24a, 24b. The variable refractive index region 40 is disposed in the first cladding layer 30 of the optical fiber in the vicinity of the core 32. In this specification, “close to the core” means a region where at least a part of the variable refractive index region 40 is sufficiently close to the core, and as a result, light is guided from the core into the variable refractive index region 40. To do.
[0015]
Preferably, the distance from the center of the optical fiber to the outer end of the variable refractive index region 40 adjacent to the core is equal to or smaller than the diameter of the mode field, and the distance close to the core is determined by the parameter. This variable refractive index region 40 generates a wavelength dependent loss that can be changed by appropriately selecting the materials used to form these regions.
[0016]
The variable refractive index region 40 is formed of a material that is first formed with a gap and then filled with a suitably selected material, or doped with a concentration different from the refractive index concentration of either the core or the cladding. The The variable refractive index region 40 can also be doped with different materials along its cross-sectional direction to generate an increasing or decreasing gradient of refractive index. Doping agents include one or more of Ge, Al, B, P, Ga, La and rare earth elements, which materials are disclosed in US Pat. No. 4,666,247.
[0017]
The amount of attenuation can be changed by the following method. For example, by changing the material constituting the variable refractive index region 40, changing the length of the attenuation region, or using the temperature-sensitive material or polymer forming the variable refractive index region 40, the optical fiber is changed. By heating or cooling, or by forming the variable refractive index region 40 with a crystal and applying an electric or magnetic field adjacent to the attenuation portion (by an electrode outside the optical fiber), or from the refractive index of the cladding layer or higher This can be performed by a method of changing the refractive index of the variable refractive index region 40 in the vicinity of the refractive index of the core or in the range beyond it, or by using other materials.
[0018]
The variable refractive index region 40 can be formed of a material that could not be incorporated into the optical fiber when the optical fiber was pulled out. In other words, the variable refractive index region 40 is formed using a material that is not used for forming the cladding layer, and thus a wide selection of materials in the variable refractive index region 40 becomes possible. Preferably, the refractive index of the variable refractive index region 40 is not the same as the refractive index of the cladding layer or the core.
[0019]
Next, the operation of the present invention will be described. If the variable refractive index region 40 has the same refractive index as that of the cladding layer, there is no effect. Although there is insertion loss in the connecting portions 24a and 24b, the amount is negligible. That is, it is 0.5 dB or less. As the refractive index of the variable refractive index region 40 becomes greater than the refractive index of the cladding layer and approaches the high refractive index of the core, the fundamental mode diffuses, resulting in weak waveguides along the core and increased insertion loss. .
[0020]
When the refractive index of the variable refractive index region 40 is equal to or higher than the cladding layer, the insertion loss is further increased. When the refractive index of the variable refractive index region 40 increases, the optical fiber becomes multimode depending on the position, shape and size of the variable refractive index region 40. In a multimode optical fiber, light entering the fiber within the variable index region 40 causes a multimode, which causes interference at the output point of the device for a standard single mode fiber.
[0021]
Within the attenuator section, multiple modes beat each other, and in the area adjacent to the connections 24a, 24b, for example, the entrance portion of the standard optical fiber section, the multiple modes are in-phase or out of phase depending on the wavelength. Recombines either (out-of-phase). When these modes recombine in the same phase, the amount of attenuation in the device is very small, but when a plurality of phases are coupled out of phase, the amount of attenuation increases. Whether multiple modes are coupled in phase or out of phase (and the resulting attenuation) also depends on the wavelength.
[0022]
The length of the attenuator part may be in the range of 100 microns to 10 cm or longer, for example reaching 1 m or even longer. For long attenuator parts, the inter-wavelength space showing significant attenuation is smaller than the short attenuator part. As described above, the attenuation amount can be changed by changing the composition of the variable refractive index region 40. Thus, the optical fiber device of the present invention can generate a variable insertion loss.
[0023]
In FIG. 3, the optical fiber has a core 32, and at least the first cladding layer 30 surrounds the core 32. The core 32 is made of a material having a high refractive index, and a core made of SiO ₂ : GeO ₂ is used. GeO ₂ is added to increase the refractive index. This refractive index can be increased using the dopants described in US Pat. No. 4,666,247. As an option, the second cladding layer 34 may surround the first cladding layer 30. The second cladding layer 34 is made of a refractive index material lower than the refractive index of the core, and is undoped silicate glass.
[0024]
Thus, the refractive index of the layer gradually decreases from the core toward the second cladding layer 34. However, the use of the second cladding layer 34 is not necessarily essential to the present invention. If necessary, the outer polymer layer 36 may be used to protect the fiber.
[0025]
In the first cladding layer 30 adjacent to the core 32, one or a plurality of variable refractive index regions are disposed. At least one of the refractive index variation regions is disposed adjacent to the core 32 as defined above. The variable refractive index region is formed in various shapes or various thicknesses depending on the dimensions of the optical fiber. This region does not necessarily have to be symmetrical, which eases manufacturing conditions.
[0026]
For example, the VRI region is one or more amorphous rods 42a, 42b on either side of the core 32 (FIG. 3A). Alternatively, this region is a plurality of non-circular insulating regions 44a, 44b, 44c, 44d in the first cladding layer 30 (FIG. 3B). In yet another embodiment, the VRI region is a non-circular region 46 (FIG. 3C) that concentrically surrounds the core. This VRI region is amorphous and does not need to be precisely defined in shape, thereby relaxing manufacturing conditions for obtaining a specific shape.
[0027]
Generally, an annular or disk-shaped VRI (eg, a pie-shaped notch without a center point) is preferred, which facilitates the manufacturing steps. Preferably, three or more VRI regions are used, but they need not be on different axes exactly 90 degrees apart, which may reduce the possibility of fundamental mode birefringence associated with the VRI region. it can. The method of manufacturing an optical fiber of the present invention having a plurality of regions (for example, 3 to 6 or more) around this is not more difficult than manufacturing an optical fiber having only two VRI regions.
[0028]
Fabrication of the VRI region is obtained by applying selective diffusion or selective implantation of dopant into the cladding layer and doping techniques. These regions formed of these materials are sensitive to electric or magnetic fields or temperature, for example formed of liquid crystal or some polymer material, and then the refractive index of the VRI region selectively applies the electric or magnetic field. Or by heating or cooling the optical fiber.
[0029]
A simple method of manufacturing an optical fiber device having an attenuator portion is to include a portion of an optical fiber having an air gap disposed along a length adjacent to the core. Refractive index changing oils, such as those manufactured by Cargille Inc. of Cedar Grove, NJ, USA, or other liquid materials can be easily incorporated into the voids by capillary action.
[0030]
Alternatively, a vacuum pump may be used if capillary action is not sufficient to blow gas into the gap. In any case, the gap portion adjacent to the connections 24a, 24b should be left hollow to facilitate the process of joining the attenuator portion to the standard optical fiber portion. If the VRI region is formed using a solid refractive index material, the VRI region is preferably formed during the optical fiber manufacturing process.
[Brief description of the drawings]
1 is a block diagram showing an optical communication system; FIG. 2 is a block diagram of an optical communication system including an optical fiber device of the present invention; and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the optical fiber device of the present invention in a cross section taken along line 3-3 in FIG.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmitter 12 Optical path 14 Receiver 16a, 16b Amplifier 20 Optical fiber apparatus 22 of this invention Optical fiber 24a 1st connection part 24b 2nd connection part 30 1st clad layer 32 Core 34 2nd clad layer 36 Outer polymer layer 40 Variable refractive index regions 42a, 42b Amorphous rods 44a, 44b, 44c, 44d Non-circular insulating region 46 Non-circular region

Claims

所定の屈折率を有する材料で作成されたコアと、前記コアの屈折率より小さい屈折率を有する、前記コアを包囲するクラッド層とを有するある長さの光ファイバから構成される光ファイバデバイスを含む装置であって、
前記ある長さの光ファイバの所定の部分のコアに近接して前記クラッド層内に配置される少なくとも１つの可変屈折率領域を含み、前記可変屈折率領域の屈折率は、前記クラッド層の屈折率より大きく前記コアの屈折率より小さくさせられることを特徴とする装置。A core made of a material having a predetermined refractive index, has a refractive index less than that of prior SL core optical fiber device and an optical fiber of a certain length and a cladding layer surrounding the core A device comprising:
Comprises at least one variable refractive index region is arranged close to the core of the predetermined portion of said length of optical fiber to the cladding layer, the refractive index of the variable refractive index region, before Symbol cladding layer An apparatus having a refractive index greater than that of the core and smaller than that of the core .

前記光ファイバデバイスは減衰器であることを特徴とする請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the optical fiber device is reduced衰器.

複数の可変屈折率領域が前記クラッド層内に配置されており、前記複数の可変屈折率領域の各々の屈折率は、前記クラッド層の屈折率より高く前記コアの屈折率より低くさせられることを特徴とする請求項１に記載の装置。A plurality of variable refractive index regions are disposed in the cladding layer, and each of the plurality of variable refractive index regions has a refractive index higher than that of the cladding layer and lower than that of the core. The apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is characterized .

前記クラッド層の屈折率とは異なる屈折率を有する第２のクラッド層を前記クラッド層の周囲にさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置。The apparatus according to claim 1, further comprising a second cladding layer having a refractive index different from that of the cladding layer around the cladding layer.

前記ある長さの光ファイバを保護する外側ポリマー層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1, further comprising an outer side polymer layer that protects the optical fiber of said length.

前記少なくとも１つの可変屈折率領域は、ドーピング剤をドープしたガラスで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。Wherein the at least one variable refractive index region, according to claim 1, characterized in that it is composed of glass doped with a doping agent.

前記可変屈折率領域内で前記ドーピング剤の濃度を変更して１つあるいはそれ以上の屈折率の勾配を規定することを特徴とする請求項６に記載の装置。7. The apparatus of claim 6 , wherein the doping agent concentration is varied within the variable refractive index region to define one or more refractive index gradients .

コアの中心と前記少なくとも１つの可変屈折率領域の外側端部との間の距離は、モードフィールドの直径以下であることを特徴とする請求項１に記載の装置。The apparatus of claim 1, wherein the distance between the center of the core and the outer edge of the at least one variable index region is less than or equal to the diameter of the mode field.

請求項１に記載の装置を含む光通信システム。 An optical communication system including the apparatus according to claim 1 .